DE212012000091U1 - pump rotor - Google Patents

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Abstract

Vakuumpumpenrotor zur Verwendung in einer Vakuumpumpe mit einem Roots-Pumpenmechanismus, wobei der Rotor mindestens zwei hohle Nocken aufweist, wobei jeder Nocken eine Außenwand, die ein Nockenprofil definiert, einen Hohlraum im allgemeinen innerhalb der Außenwand, und mindestens eine Verstärkungsrippe hat, die in dem Hohlraum angeordnet ist, um einer Beanspruchung der Nocken zu widerstehen, die während der Drehung erzeugt wird.A vacuum pump rotor for use in a vacuum pump with a Roots pump mechanism, the rotor having at least two hollow cams, each cam having an outer wall that defines a cam profile, a cavity generally within the outer wall, and at least one reinforcing rib that is in the cavity is arranged to withstand stress on the cams generated during rotation.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine umlaufende Verdrängerpumpe und einen Rotor einer solchen Pumpe. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Roots-Pumpen (auch als Roots-Gebläse bekannt).The invention relates to a rotary positive displacement pump and a rotor of such a pump. In particular, the invention relates to Roots pumps (also known as Roots blowers).

Roots-Pumpen weisen typischerweise ein Paar ineinander greifender, mit Nocken versehener Rotoren auf, die in einem Gehäuse umlaufen und bewirken, dass Strömungsmittel in Taschen eingefangen werden, welche die Nocken umgeben, und vom Pumpeneinlass zum Pumpenauslass befördert wird. Die Rotoren berühren einander nicht wirklich, so dass kein Schmiermittel erforderlich ist. Das macht Roots-Pumpen in Anwendungsfällen wünschenswert, wo eine Kontaminierung des Strömungsmittels ein Problem darstellt, beispielsweise bei der Halbleiterverarbeitung.Roots pumps typically include a pair of intermeshed cammed rotors that revolve in a housing and cause fluid to be trapped in pockets surrounding the cams and conveyed from the pump inlet to the pump outlet. The rotors do not really touch each other, so no lubricant is required. This makes Roots pumps desirable in applications where contamination of the fluid poses a problem, for example in semiconductor processing.

Ein vereinfachtes Schema einer typischen Roots-Pumpe 100 ist in 1 gezeigt. Eine Pumpenkammer 101 ist durch eine Mehrzahl von Statorkomponenten einschließlich einem Statorgehäuse 102 und zwei quer verlaufenden Endwänden 104 gebildet. Die Endwände 104 haben Öffnungen 106, durch welche zwei Rotorwellen 108, 110 verlaufen. Die Wellen sind an jedem Ende durch Lager 112 abgestützt. Ein Motor 114 treibt die Drehung einer Welle 108 an, und ein Getriebemechanismus 116 überträgt die Drehkraft auf die andere Welle 110. Der Getriebemechanismus bewirkt, dass die Wellen in Synchronisation miteinander in entgegengesetzten Richtungen umlaufen.A simplified schematic of a typical roots pump 100 is in 1 shown. A pump chamber 101 is by a plurality of stator components including a stator housing 102 and two transverse end walls 104 educated. The end walls 104 have openings 106 through which two rotor shafts 108 . 110 run. The waves are at each end by bearings 112 supported. An engine 114 drives the rotation of a shaft 108 on, and a transmission mechanism 116 transfers the torque to the other shaft 110 , The gear mechanism causes the shafts to rotate in opposite directions in synchronization with each other.

Auf den Wellen sind Paare von Rotornocken 118, 120 und 122, 124 montiert. Die radiale Spitze der Nocke 122 ist durch die Nocke 120 verdeckt und daher mit gestrichelten Linien bezeichnet. 2 zeigt einen Schnitt durch eine Pumpe längs der Linie II-III in welchem die Rotornocken deutlicher sichtbar sind. Während die Rotoren umlaufen, streichen die Nocken an der Innenoberfläche 122 der Pumpenkammer 101 vorbei und pumpen dadurch Strömungsmittel aus dem Kammereinlass 128 zu einem Kammerauslass 130. Die Toleranzen zwischen den Rotornocken und der bestrichenen Oberfläche 126 muss eng gesteuert werden, ebenso auch die Toleranzen zwischen den Rotoren, da ansonsten Spalte erzeugt werden, durch welche Strömungsmittel passieren kann, wodurch die Effizienz der Pumpe vermindert wird. Typische Toleranzen liegen im Bereich von 0,1 Millimeter.On the waves are pairs of rotor-cams 118 . 120 and 122 . 124 assembled. The radial tip of the cam 122 is through the cam 120 hidden and therefore marked with dashed lines. 2 shows a section through a pump along the line II-III in which the rotor socks are clearly visible. As the rotors rotate, the cams stroke the inner surface 122 the pump chamber 101 passing and thereby pumping fluid from the chamber inlet 128 to a chamber outlet 130 , The tolerances between the rotor cams and the painted surface 126 must be tightly controlled, as well as the tolerances between the rotors, otherwise gaps are created through which fluid can pass, reducing the efficiency of the pump. Typical tolerances are in the range of 0.1 millimeters.

Typische Roots-Pumpen haben eine annehmbar hohe Pumpenkapazität, aber für manche Anwendungen ist es wünschenswert, die Kapazität der Pumpe weiter zu steigern. Dies kann erreicht werden, während die Nockenspitzengeschwindigkeit aufrecht erhalten wird, durch Vorsehen einer größeren Pumpe mit größeren Nocken. Jedoch ist dies insoweit nachteilig, als die Pumpen teurer werden, und wenn ein Unfall passiert, beispielsweise wenn die Rotoren aufeinander prallen, kann die gesteigerte Energie der Nocken ausreichend sein, damit die Nocken durch das Pumpengehäuse hindurch brechen und Schaden oder Verletzung erzeugen.Typical Roots pumps have an acceptably high pump capacity, but for some applications it is desirable to further increase the capacity of the pump. This can be achieved while maintaining the cam tip speed by providing a larger pump with larger cams. However, this is disadvantageous in that the pumps become more expensive, and when an accident occurs, for example, when the rotors collide, the increased energy of the cams may be sufficient for the cams to break through the pump housing and cause damage or injury.

Alternativ kann die Kapazität der Pumpe erhöht werden, indem man die Rotoren schneller umlaufen lässt. Eine typische Nockenspitzengeschwindigkeit während des Umlaufs ist kleiner als 100 m/s, und oftmals kleiner als 80 m/s. Eine signifikante Erhöhung der Geschwindigkeit an der Spitze der Nocken auf beispielsweise 130 m/s würde es ermöglichen, die Nocken kleiner zu machen, und die Kosten der Pumpe zu reduzieren. Jedoch selbst dann, wenn die Nocken weniger massiv sind, bewirkt die erhöhte Drehzahl eine Steigerung der Nockenenergie, und im Falle eines Unfalls kann ebenfalls ein Schaden oder eine Verletzung bewirkt werden. Es sollte außerdem beachtet werden, dass eine Steigerung der Drehzahl eine größere Zunahme der kinetischen Energie als eine Steigerung der Masse bewirkt, da die Energie proportional zur Masse ist, aber proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit ist.Alternatively, the capacity of the pump can be increased by allowing the rotors to spin faster. A typical cam tip speed during orbit is less than 100 m / s, and often less than 80 m / s. Significantly increasing the speed at the tip of the cams to, for example, 130 m / s would make it possible to make the cams smaller and reduce the cost of the pump. However, even if the cams are less massive, the increased speed causes an increase in cam energy, and damage or injury may also be caused in the event of an accident. It should also be noted that increasing the speed causes a greater increase in kinetic energy than an increase in mass because the energy is proportional to mass but proportional to the square of the speed.

Herkömmliche Rotoren sind gewöhnlich aus einem massiven Materialblock hergestellt, typischerweise aus Eisenguss. Solche Rotoren können in verschiedener Weise hergestellt werden, einschließlich des Gießens massiver Nocken und einer Welle einstückig miteinander, oder des Gießens massiver Nocken und Befestigen der Nocken an einer Welle zur Bildung des Rotors.Conventional rotors are usually made of a solid block of material, typically cast iron. Such rotors can be made in a variety of ways, including casting solid cams and shaft integrally with one another, or casting solid cams and securing the cams to a shaft to form the rotor.

Bekannte Nocken können durch Gießen eines massiven Nocken und anschließendes Bohren eines Lochs darin zur Reduzierung seines Gewichts hergestellt werden.Known cams can be made by casting a solid cam and then drilling a hole therein to reduce its weight.

Die vorliegende Erfindung beabsichtigt die Steigerung der Pumpenkapazität solcher umlaufender Verdrängerpumpen durch weitere Reduzierung des Gewichts der Rotoren für eine gegebene Pumpengröße. Die vorliegende Erfindung bezweckt auch die Lösung bekannter Probleme des Verwendens hohler Nocken, insbesondere die Probleme des sicherstellens, dass die Nockenwände stark genug bleiben, um betrieblichen Beanspruchungen stand zu halten und sich nicht außerhalb der Toleranz zu verformen.The present invention intends to increase the pump capacity of such rotary positive displacement pumps by further reducing the weight of the rotors for a given pump size. The present invention also aims to solve known problems of using hollow cams, in particular the problems of ensuring that the camming walls remain strong enough to withstand operational stresses and not to deform out of tolerance.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Vakuumpumpenrotor zur Verwendung in einer Vakuumpumpe mit einem Roots-Pumpenmechanismus vorgesehen, wobei der Rotor mindestens zwei hohle Nocken aufweist, wobei jede Nocke eine äußere Wand, die ein Nockenprofil definiert, einen im allgemeinen innerhalb der äußeren Wand befindlichen hohlen Raum, und mindestens eine Verstärkungsrippe innerhalb des Hohlraums aufweist, um während der Drehung erzeugten Beanspruchungen auf die Nocken standzuhalten.According to the present invention, there is provided a vacuum pump rotor for use in a vacuum pump having a roots pump mechanism, the rotor having at least two hollow cams, each cam having an outer wall defining a cam profile, generally within the outer wall hollow space, and having at least one reinforcing rib within the cavity to withstand stresses generated during rotation on the cams.

Die oder jede Verstärkungsrippe kann entlang einer Innenwand der Nocken verlaufen. Die oder jede Verstärkungsrippe kann ein veränderliches Ausmaß haben und kann innerhalb des Hohlraums in Abhängigkeit von den im Betrieb auf die Nocken ausgeübten variierenden Beanspruchungen verteilt sein.The or each reinforcing rib may extend along an inner wall of the cams. The or each reinforcing rib may have a variable extent and may be distributed within the cavity depending on the varying stresses applied to the lobes during operation.

Die äußere Wand kann eine veränderliche Dicke haben und ist an einem radial inneren Teil dicker als an der Nockenspitze.The outer wall may have a variable thickness and is thicker at a radially inner portion than at the cam tip.

Die äußere Wand der Nocken kann eine solche Dicke haben, dass sich die Nocken unter Zentrifugalbelastung verformen, wenn der Rotor im Betrieb gedreht wird, und die Verformung ist größer als Fertigungstoleranzen. Die Nockenprofile können eine optimale Konfiguration in einem ersten Zustand haben, in welchem der Rotor im Betrieb gedreht wird, und in einem zweiten Zustand, wenn der Rotor nicht gedreht wird und das Nockenprofil sich nicht in einer optimalen Konfiguration befindet, und wobei der Nocken sich aus dem zweiten Zustand in den ersten Zustand verformt, wenn die Spitzengeschwindigkeit der Nocken größer als 100 m/s ist.The outer wall of the cams may have a thickness such that the cams deform under centrifugal load when the rotor is rotated during operation, and the deformation is greater than manufacturing tolerances. The cam profiles may have an optimal configuration in a first state in which the rotor is rotated during operation, and in a second state when the rotor is not rotated and the cam profile is not in an optimal configuration, and wherein the cam is out deformed to the second state in the first state, when the peak speed of the cam is greater than 100 m / s.

Vorzugsweise beträgt das Verhältnis von der Dicke der Wand zu einem Radius an der Nockenspitze weniger als 1:20. Die Wanddicke kann weniger als 5 Millimeter betragen, wenn der Radius der Nockenspitze mindestens 100 Millimeter beträgt.Preferably, the ratio of the thickness of the wall to a radius at the cam tip is less than 1:20. The wall thickness can be less than 5 millimeters if the radius of the cam tip is at least 100 millimeters.

Jeder hohle Nocken kann eine Mehrzahl von hohlen Nockenabschnitten aufweisen, die in axialer Folge entlang des Rotors verbunden sind und zusammen den Nocken bilden.Each hollow cam may have a plurality of hollow cam portions which are connected in axial sequence along the rotor and together form the cam.

Jeder der hohlen Nockenabschnitte kann einen Flansch haben, der sich umfangsmäßig und radial einwärts um mindestens ein axiales Ende des Abschnitts erstreckt, um benachbarte Abschnitte miteinander zu verbinden.Each of the hollow cam portions may have a flange extending circumferentially and radially inwardly around at least one axial end of the portion to interconnect adjacent portions.

Ein oder mehrere Löcher können in den Flanschen vorgesehen sein, um die hohlen Nockenabschnitte durch Befestigungselemente aneinander zu befestigen.One or more holes may be provided in the flanges to fasten the hollow cam portions together by fasteners.

Jeder Nocken kann weiter zwei Endflächen zum Abschließen des Hohlraums an jedem axialen Ende des Nockens aufweisen.Each cam may further include two end surfaces for closing the cavity at each axial end of the cam.

Der Rotor kann eine Welle aufweisen, und die Nocken können Mittel aufweisen, mittels derer der Nocken an der Welle befestigt werden kann, wobei die Nocken und die Welle so geformt sind, dass sie ein etwa kontinuierliches Profil der mindestens zwei Nocken und der Welle bilden.The rotor may have a shaft, and the cams may include means by which the cam may be secured to the shaft, the cams and the shaft being shaped to form an approximately continuous profile of the at least two cams and the shaft.

Der hohle Nocken und die Welle des Rotors können dafür ausgebildet sein, dass sie mittels einer Schwalbenschwanz- oder ähnlichen Verbindung zusammengesetzt werden können, so dass die Radialbewegung des hohlen Nockenabschnitts mit Bezug auf die Welle des Rotors minimiert wird.The hollow cam and the shaft of the rotor may be adapted to be assembled by means of a dovetail or similar connection so as to minimize the radial movement of the hollow cam portion with respect to the shaft of the rotor.

Der Rotor kann Entlüftemittel aufweisen, damit der Druck innerhalb des Hohlraums sich im wesentlichen mit dem Druck außerhalb der hohlen Nocken ausgleichen kann. Die Entlüftemittel können ein Filter zum Ausfiltern von Ablagerungen aus Gas aufweisen, das durch die Entlüftemittel in den Hohlraum befördert wird.The rotor may include venting means for allowing the pressure within the cavity to substantially equalize with the pressure outside the hollow cams. The venting means may include a filter for filtering out deposits of gas carried by the venting means into the cavity.

Die Erfindung beinhaltet auch eine Vakuumpumpe mit einem Rotor, wie oben beschrieben.The invention also includes a vacuum pump with a rotor as described above.

Die Pumpe kann eine Mehrzahl von Pumpenstufen umfassen, die jeweils eine Pumpenkammer und mindestens zwei Nocken aufweisen.The pump may include a plurality of pump stages each having a pumping chamber and at least two cams.

Mindestens eine der Pumpenstufen kann einen Nocken mit einer Mehrzahl von Nockenabschnitten aufweisen, die in axialer Folge miteinander verbunden sind.At least one of the pump stages may include a cam having a plurality of cam portions connected in axial sequence.

Die Verstärkungsrippen in den Nockenhohlräumen können sich in jeweils radialen Ebenen relativ zu den Achsen der Rotorwellen erstrecken, und die Radialebenen der Nocken eines Rotors sind nicht fluchtend mit den Radialebenen des anderen Rotors.The reinforcing ribs in the cam cavities may extend in respective radial planes relative to the axes of the rotor shafts, and the radial planes of the lobes of one rotor are out of alignment with the radial planes of the other rotor.

Die Teile der Nocken zwischen radialen Ebenen können so angeordnet sein, dass sie sich verformen, wenn die mit den radialen Ebenen fluchtenden Teile der Nocken aufschlagen, um Energie der Rotoren im Fall eines zufälligen Rotoraufschlags zu absorbieren.The portions of the cams between radial planes may be arranged to deform when the radial plane aligned portions of the cams strike to absorb energy of the rotors in the event of a random rotor impact.

Die vorliegende Erfindung schafft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine Vakuumpumpe, wobei das Verfahren das Vorsehen des Rotors mit mindestens zwei hohlen Nocken umfasst, von denen jeder Nocken eine äußere Wand hat, die ein Nockenprofil und einen Hohlraum im wesentlichen innerhalb der äußeren Wand definiert, und wobei innerhalb des Hohlraums mindestens eine Verstärkungsrippe angeordnet ist, um der während der Drehung auf die Nocken erzeugten Beanspruchung stand zu halten.The present invention also provides a method of manufacturing a rotor for a vacuum pump, the method comprising providing the rotor with at least two hollow cams, each cam having an outer wall defining a cam profile and a cavity substantially within the outer wall and wherein within the cavity at least one reinforcing rib is arranged to withstand the stress generated on the cams during rotation.

Die vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:The present invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which:

1 eine schematische Darstellung einer bekannten Roots-Pumpe zeigt; 1 a schematic representation of a known Roots pump shows;

2 einen Querschnitt durch die bekannte Roots-Pumpe nach 1 zeigt; 2 a cross section through the known Roots pump after 1 shows;

3 eine schematische Darstellung einer Roots-Pumpe gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; 3 a schematic representation of a Roots pump according to the present invention shows;

4 einen Querschnitt durch die Roots-Pumpe nach 3 zeigt; 4 a cross section through the Roots pump after 3 shows;

5 eine ausgeschnittene Darstellung eines hohlen Nockens zeigt, der Teil der in den 3 und 4 dargestellten Roots-Pumpe bildet; 5 a cut out view of a hollow cam shows the part of the in the 3 and 4 represented Roots pump forms;

6 eine isometrische Darstellung eines hohlen Nockenabschnitts gemäß der vorliegenden Erfindung und eine Endplatte zeigt; 6 an isometric view of a hollow cam portion according to the present invention and an end plate shows;

7 einen Querschnitt durch einen Rotor mit hohlen Nockenabschnitten, wie in 6 abgebildet, zeigt; 7 a cross section through a rotor with hollow cam sections, as in 6 shown, shows;

8 verformte und nicht verformte Zustände eines Rotornockens zeigt; 8th showing deformed and undeformed states of a red-tailed skirt;

9 eine schematische Darstellung einer mehrstufigen Pumpe gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; 9 a schematic representation of a multi-stage pump according to the present invention shows;

10 eine modifizierte Anordnung der Verstärkungsrippen in den Nockenhohlräumen der Rotoren zeigt. 10 shows a modified arrangement of the reinforcing ribs in the cam cavities of the rotors.

Die 1 und 2 zeigen eine typische Roots-Pumpe. Diese Figuren werden oben im einleitenden Teil dieses Dokuments beschrieben, da sie Teil des Standes der Technik bilden.The 1 and 2 show a typical roots pump. These figures are described above in the introductory part of this document as they form part of the prior art.

3 zeigt eine Pumpe nach der vorliegenden Erfindung. Einige Merkmale sind sowohl der Erfindung als auch der bekannten Pumpe gemeinsam, und diese Merkmale sind durch gemeinsame Bezugszahlen bezeichnet. Eine Pumpe 150 weist eine Pumpenkammer 151 auf, die durch eine Mehrzahl von Statorkomponenten einschließlich eines Statorgehäuses 102 und zwei quer verlaufenden Endwänden 104 gebildet ist. Die Endwände 104 haben Öffnungen 106, durch welche zwei Rotorwellen 108, 110 verlaufen. Die Wellen sind an jedem Ende durch Lager 112 abgestützt. Ein Motor 114 treibt die Drehung einer Welle 108 an, und ein Getriebemechanismus 116 überträgt die Drehkraft auf die andere Welle 110. Der Getriebemechanismus bewirkt, dass die Wellen synchron miteinander in entgegengesetzten Richtungen umlaufen. 3 shows a pump according to the present invention. Some features are common to both the invention and the known pump, and these features are designated by common reference numerals. A pump 150 has a pump chamber 151 due to a plurality of stator components including a stator housing 102 and two transverse end walls 104 is formed. The end walls 104 have openings 106 through which two rotor shafts 108 . 110 run. The waves are at each end by bearings 112 supported. An engine 114 drives the rotation of a shaft 108 on, and a transmission mechanism 116 transfers the torque to the other shaft 110 , The gear mechanism causes the shafts to rotate synchronously in opposite directions.

An den Wellen sind Paare von Rotornocken 160, 162 und 164/166 montiert. Bei dieser schematischen Darstellung sind die Rotoren in einer Konfiguration dargestellt, um die Beschreibung der Ausführungsform der Erfindung zu unterstützen, um dünne Wände 208 und Hohlräume 210 zu zeigen. Alle Rotornocken sind hohl, jeder Nocken hat eine dünne gekrümmte Außenwand 208, die einen Hohlraum 210 umgibt. Des weiteren sind alle Rotornocken von axial modularer Konstruktion. Die dünne Wand 208 hat eine Dicke in einem Verhältnis von weniger als 1:20 zum Spitzenradius des Nockens. Vorzugsweise ist das Verhältnis kleiner als 1:40, und mehr vorzugsweise um 1:100. Für eine Pumpe mit einem Nockenspitzenradius von 200 Millimeter ist die Dicke vorzugsweise kleiner als 10 Millimeter, mehr vorzugsweise kleiner als 5 Millimeter, und idealerweise etwa 2 Millimeter bis 4 Millimeter dick. Bei diesem Beispiel ist jeder Nocken aus drei hohlen Nockenabschnitten gebildet, obwohl 2, 4 oder mehr hohle Nockenabschnitte stattdessen verwendet werden können, je nach der gewünschten axialen Länge des Rotors. Der Nocken 166 ist aus hohlen Nockenabschnitten 202, 204 und 206 und zwei Endplatten 212 gebildet, wobei eine Endplatte an jedem axialen Ende des Nockens angeordnet ist. Die hohlen Nockenabschnitte können eine gleiche axiale Länge haben oder können von verschiedenen axialen Längen sein. Zur leichten Fertigung ist es gewöhnlich wünschenswert, hohle Nockenabschnitte von gleicher axialer Länge zu verwenden. Bei diesem Beispiel werden die hohlen Nocken aus Legierungsstahl für hohe Festigkeit und gute Temperaturbeständigkeit gearbeitet. Andere Materialien wie beispielsweise Aluminium könnten stattdessen verwendet werden. Außerdem können die hohlen Nockenabschnitte durch andere bekannte Herstellungsverfahren hergestellt werden. Die hohlen Nockenabschnitte haben einen Flansch 214, 216 an jedem axialen Ende, um das Verbinden der hohlen Nockenabschnitte miteinander zu ermöglichen. Dies wird mehr im einzelnen mit Bezug auf 5 beschrieben. Alternativ kann der Flansch 214, 216 an einer Endplatte 212 befestigt sein, wenn der hohle Nockenabschnitt an einem axialen Ende des Rotors angeordnet werden soll.On the waves are pairs of rotor cams 160 . 162 and 164 / 166 assembled. In this schematic illustration, the rotors are shown in a configuration to assist in describing the embodiment of the invention to form thin walls 208 and cavities 210 to show. All rotor cams are hollow, each cam has a thin curved outer wall 208 that have a cavity 210 surrounds. Furthermore, all rotor cams are of axially modular construction. The thin wall 208 has a thickness in a ratio of less than 1:20 to the tip radius of the cam. Preferably, the ratio is less than 1:40, and more preferably about 1: 100. For a pump with a cam tip radius of 200 millimeters, the thickness is preferably less than 10 millimeters, more preferably less than 5 millimeters, and ideally about 2 millimeters to 4 millimeters thick. In this example, each cam is formed of three hollow cam sections, although 2, 4 or more hollow cam sections may be used instead, depending on the desired axial length of the rotor. The cam 166 is made of hollow cam sections 202 . 204 and 206 and two end plates 212 formed with an end plate disposed at each axial end of the cam. The hollow cam portions may be of equal axial length or may be of different axial lengths. For ease of manufacture, it is usually desirable to use hollow cam sections of equal axial length. In this example, the hollow cams are made of alloy steel for high strength and good temperature resistance. Other materials such as aluminum could be used instead. In addition, the hollow cam portions can be made by other known manufacturing methods. The hollow cam sections have a flange 214 . 216 at each axial end to allow the coupling of the hollow cam portions together. This will be more specific with respect to 5 described. Alternatively, the flange 214 . 216 on an end plate 212 be fixed when the hollow cam portion to be arranged at an axial end of the rotor.

4 zeigt einen Schnitt durch die Pumpe nach 3 entlang der Linie A-A, worin die hohlen Rotornocken deutlicher sichtbar sind. Die in 4 gezeigten Rotoren befinden sich nicht in der gleichen Konfiguration wie die in 3 gezeigten, wie bei Kenntnis von Roots-Pumpen ersichtlich ist. Während die Rotoren umlaufen, streichen die hohlen Nocken 160, 162, 164, 166 an der Innenoberfläche 126 der Pumpenkammer 151 vorbei und pumpen dadurch die Strömungsmittel aus einem Kammereinlass 128 zu einem Kammerauslass 130. 4 shows a section through the pump 3 along the line AA, where the hollow rotor socks are more visible. In the 4 shown rotors are not in the same configuration as in 3 as shown by knowledge of Roots pumps. As the rotors rotate, the hollow cams sweep 160 . 162 . 164 . 166 on the inner surface 126 the pump chamber 151 passing and thereby pumping the fluid from a chamber inlet 128 to a chamber outlet 130 ,

5 zeigt die Verbindung zwischen den hohlen Nockenabschnitten 202 und 204 mehr im einzelnen. Der hohle Nockenabschnitt 202 hat einen Flansch, der in Umfangsrichtung und radial einwärts um das axiale Ende des hohlen Nockenabschnitts 202 verläuft. In ähnlicher Weise hat der hohle Nockenabschnitt 204 einen Flansch 216, der umfangsmäßig und radial einwärts um das axiale Ende des hohlen Nockenabschnitts 204 verläuft. Der Flansch 216 hat eine Lippe 215, die es ermöglicht, dass der Flansch 216 den Flansch 214 überlappt. Ein Loch (in 6 gezeigt) ist in jedem der Flansche vorgesehen, um das Befestigen der hohlen Nockenabschnitte 202, 204 unter Verwendung einer Schraube 220 zu ermöglichen. Es ist wichtig, dass diese Löcher korrekt fluchtend sind, so dass die äußeren Wände der hohlen Nockenabschnitte bündig miteinander bleiben, wenn sie verschraubt werden, und so, dass die Verbindung so weit wie möglich den inneren Hohlraum 10 gegen die Pumpenkammer 151 abdichtet. Um sicherzustellen, dass eine strömungsmitteldichte Abdichtung erreicht wird, kann zusätzlich ein Dichtungsmittel an der Verbindung vorgesehen werden. Die Lippe 215 ist optional, aber sie hilft beim Erzielen einer gut abgedichteten Verbindung. Wenn Fertigungs- oder andere Beschränkungen bestehen, kann die Lippe weggelassen werden. In diesem Fall hat der Flansch 216 die gleiche Form wie der Flansch 214, und die Flansche können, wie oben beschrieben, miteinander verschraubt werden. 5 shows the connection between the hollow cam sections 202 and 204 more in the individual. The hollow cam section 202 has a flange circumferentially and radially inwardly around the axial end of the hollow cam portion 202 runs. Similarly, the hollow cam portion 204 a flange 216 which extends circumferentially and radially inwardly around the axial end of the hollow cam portion 204 runs. The flange 216 has a lip 215 that allows the flange 216 the flange 214 overlaps. A hole (in 6 shown) is provided in each of the flanges to attach the hollow cam portions 202 . 204 using a screw 220 to enable. It is important that these holes be properly aligned so that the outer walls of the hollow cam sections remain flush with each other when they are bolted, and so that the connection as far as possible the inner cavity 10 against the pump chamber 151 seals. In order to ensure that a fluid-tight seal is achieved, a sealant may additionally be provided at the connection. The lip 215 is optional, but it helps to achieve a well-sealed connection. If there are manufacturing or other restrictions, the lip can be omitted. In this case, the flange has 216 the same shape as the flange 214 , and the flanges can be bolted together as described above.

6 zeigt einen hohlen Nockenabschnitt 204 mehr im Einzelnen. Eine dünne äußere Wand 208 bildet einen Hohlraum 210, der an beiden axialen Enden offen ist. Verstärkungsrippen 226 sind vorgesehen, um der dünnen äußeren Wand eine erhöhte Festigkeit zu geben, um Beanspruchungen standzuhalten, wenn die Pumpe sich in Betrieb befindet, und um das gewünschte Profil der Nocken im Betrieb aufrechtzuerhalten. Die Rippen verlaufen um die innere periphere Fläche der gekrümmten Wand 208 und sind entsprechend der während des Umlaufs zu erwartenden Beanspruchungen verteilt. In dieser Hinsicht ist ersichtlich, dass das Maß um welches die Rippen von der Innenwand des Nockens vorspringt, über den peripheren Verlauf des Nockens variiert. Der radial innere Teil der Rippen springt am meisten vor, wo die Arbeitsbeanspruchungen am höchsten sind, und wie die Beanspruchungen abnehmen, springen die Rippen in geringerem Ausmaße vor. Die Rippen sind mit Löchern 224 versehen, um den Rotor auszuwuchten, beispielsweise durch Hinzufügen von Schrauben und Mutter. Alternativ können die Löcher an geeigneten Stellen der Rippen gebohrt werden, um Masse zu entfernen und dadurch die Nocken auszuwuchten. An jeden axialen Ende des hohlen Nockenabschnitts verläuft ein Flansch 214 umfangsmäßig um die Innenoberfläche der gekrümmten Wand. Der Flansch 214 kann zur Erleichterung der Fertigung identisch mit den Verstärkungsrippen 226 sein. Löcher 222 sind vorgesehen, um das Verschrauben des Flanschs 214 mit dem Flansch eines benachbarten hohlen Nockenabschnitts zu ermöglichen, wie in 5 gezeigt ist. Alternativ kann der Flansch 214 an einer Endplatte 212 angeschraubt sein, wenn der hohle Nockenabschnitt an einem axialen Ende des Rotors angeordnet ist. Eine Endplatte 212 ist in 6 gezeigt und so geformt, dass sie in die Ausnehmung paßt, die durch eine Wand 213 in Flansch 214 gebildet ist. Die Endplatte 212 hat eine Durchgangsbohrung 227, damit der Hohlraum des Nockens entlüftet werden kann und der Druck in dem Hohlraum sich mit dem Druck in der Pumpenkammer ausgleichen kann. Wenn der Gasdruck in dem Hohlraum aufgrund unzureichender Abdichtung größer als in der Pumpenkammer ist, sickert das Gas aus dem Hohlraum aus und verringert die Pumpeneffizienz. Ein Filtermedium 225 wie beispielsweise eine Glasfasermatte verhindert, daß feste Ablagerungen, die aus einem gepumpten Prozessgas generiert werden, in den Hohlraum eintreten und sich dort anhäufen. Angesammelte Ablagerungen würden die Nockenmasse erhöhen und zu einer Unwucht des Nockens führen. 6 shows a hollow cam portion 204 more in detail. A thin outer wall 208 forms a cavity 210 which is open at both axial ends. reinforcing ribs 226 are provided to provide increased strength to the thin outer wall to withstand stresses when the pump is in operation and to maintain the desired profile of the cams in operation. The ribs extend around the inner peripheral surface of the curved wall 208 and are distributed according to the expected loads during the circulation. In this regard, it can be seen that the amount by which the ribs project from the inner wall of the cam varies over the peripheral nature of the cam. The radially inner part of the ribs projects most where the working stresses are highest, and as the stresses decrease, the ribs spring to a lesser extent. The ribs are with holes 224 provided to balance the rotor, for example by adding screws and nut. Alternatively, the holes may be drilled at appropriate locations on the ribs to remove mass and thereby balance the cams. At each axial end of the hollow cam portion extends a flange 214 circumferentially around the inner surface of the curved wall. The flange 214 can be identical to the reinforcing ribs for ease of manufacture 226 be. holes 222 are provided to screw the flange 214 to allow with the flange of an adjacent hollow cam portion, as in 5 is shown. Alternatively, the flange 214 on an end plate 212 bolted when the hollow cam portion is disposed at an axial end of the rotor. An end plate 212 is in 6 shown and shaped so that it fits into the recess, through a wall 213 in flange 214 is formed. The end plate 212 has a through hole 227 so that the cavity of the cam can be vented and the pressure in the cavity can equalize with the pressure in the pump chamber. If the gas pressure in the cavity is greater than in the pump chamber due to insufficient sealing, the gas leaks out of the cavity and reduces pump efficiency. A filter medium 225 such as a glass fiber mat prevents solid deposits generated from a pumped process gas from entering and accumulating in the cavity. Accumulated deposits would increase the cam mass and lead to an unbalance of the cam.

Hochfeste Schrauben 230 und entsprechende Löcher (nicht dargestellt) sind vorgesehen, damit der hohle Nockenabschnitt an der Rotorwelle verschraubt werden kann. Ein Schwalbenschwanz 228 ist ebenfalls vorgesehen, der in eine komplementär geformte Nut in der Rotorwelle passt, um eine Schwalbenschwanzverbindung zu bilden. Die Schwalbenschwanzverbindung ist nützlich, da sie die Ausrichtung der hohlen Nockenabschnitte während des Zusammenbaus des Nockens unterstützt. Des weiteren bildet sie auch ein Sicherheitssystem insoweit, dass sie bei einem Brechen der den hohlen Nockenabschnitt an der Rotorwelle fixierenden Schraube (z. B. beim Abscheren aufgrund Ermüdung oder bei einem Rotoraufschlag), die Schwalbenschwanzverbindung verhindert, daß die Nocken sich von der Rotorwelle lösen und ernsthaften Schaden anrichten können.High strength screws 230 and corresponding holes (not shown) are provided to allow the hollow cam portion to be bolted to the rotor shaft. A swallowtail 228 is also provided which fits into a complementarily shaped groove in the rotor shaft to form a dovetail joint. The dovetail connection is useful because it aids alignment of the hollow cam portions during assembly of the cam. Further, it also provides a safety system in that, upon breakage of the screw fixing the hollow cam portion to the rotor shaft (eg, shearing due to fatigue or a rotor impact), the dovetail joint prevents the cams from disengaging from the rotor shaft and can cause serious damage.

7 zeigt einen Pumpenrotor mit zwei hohlen Nocken 164 und 166 und einer Rotorwelle 110. Die hohlen Nocken sind aus hohlen Nockenabschnitten 204a, 204b gebildet und haben jeweils dünne gekrümmte Wände 208a, 208b, die einen Hohlraum 210a, 210b umschließen. Ein Flansch 214a, 214b ist vorgesehen, um den hohlen Nockenabschnitt an entweder einen anderen hohlen Nockenabschnitt oder an einer Endplatte befestigen zu können, je nach Bedarf. Löcher 222 sind in den Flanschen 214a, 214b vorgesehen, um die Befestigung zu erleichtern. Hochfeste Schrauben 230 werden benutzt, um die hohlen Nockenabschnitte mit der Rotorwelle 110 zu verschrauben. Die hohlen Nockenabschnitte haben jeweils einen Schwalbenschwanz 228a, 228b, der in eine komplementär geformte Nut in der Rotorwelle passt, um eine Schwalbenschwanzverbindung zu bilden. 7 shows a pump rotor with two hollow cams 164 and 166 and a rotor shaft 110 , The hollow cams are hollow cam sections 204a . 204b formed and each have thin curved walls 208a . 208b that have a cavity 210a . 210b enclose. A flange 214a . 214b is provided to secure the hollow cam portion to either another hollow cam portion or to an end plate as needed. holes 222 are in the flanges 214a . 214b provided to facilitate the attachment. High strength screws 230 are used to make the hollow cam sections with the rotor shaft 110 to screw. The hollow cam sections each have a dovetail 228a . 228b which fits into a complementarily shaped groove in the rotor shaft to form a dovetail joint.

Die Konfiguration der Nocken, die eine dünne Wand und einen Hohlraum haben, reduziert die Masse der Nocken, während das äußere Nockenprofil aufrechterhalten bleibt. Da die Masse reduziert ist, können die Rotoren schneller umlaufen, ohne dass die Menge der in den umlaufenden Nocken gespeicherten Energie zunimmt. Beispielsweise können die Rotoren mit einer Nockenspitzengeschwindigkeit von mehr als 100 m/s und vorzugsweise um etwa 130 m/s umlaufen. Bei bekannten Konstruktionen würde ein Umlaufen der Rotoren bei solchen Geschwindigkeiten die gespeicherte Energie in den Rotoren oberhalb akzeptabler Grenzen steigern, mit der Gefahr der Beschädigung oder Verletzung im Fall eines Unfalls. Es sollte auch beachtet werden, dass ein Drehen eines dünnwandigen hohlen Nockens mit Geschwindigkeiten um etwa 130 m/s die Verwendung der oben erörterten Verstärkungsrippen erfordert, die zum Absorbieren der erhöhten Beanspruchungen der Nocken notwendig sind. Selbst mit den Verstärkungsrippen verformen sich die Nocken bei hohen Drehgeschwindigkeiten aufgrund der Zentrifugalbelastung. Die dadurch verursachte Deformation ist größer als Fertigungstoleranzen. In dieser Hinsicht kann die Deformation an der Nockenspitze 0,5 bis 1 Millimeter betragen, während Fertigungstoleranzen 0,1 bis 0,2 Millimeter betragen können. Daher sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung so ausgelegt, dass die Nocken einen optimalen Pumpzustand einnehmen, wenn sie bei hohen Drehzahlen gedreht werden. Das heißt, die Nocken verformen sich unter Zentrifugalbelastung bei hohen Drehzahlen, um eine optimale Konfiguration einzunehmen. Bekannte Pumpen verformen sich unter der Belastung, aber weniger als die Herstellungstoleranzen von beispielsweise bis 0,1 bis 0,2 Millimeter. The configuration of the cams, which have a thin wall and a cavity, reduces the mass of the cams while maintaining the outer cam profile. As the mass is reduced, the rotors can revolve faster without increasing the amount of energy stored in the rotating cams. For example, the rotors may rotate at a cam tip speed of greater than 100 m / s, and preferably about 130 m / s. In known designs, rotating the rotors at such speeds would increase the stored energy in the rotors above acceptable limits, with the risk of damage or injury in the event of an accident. It should also be noted that rotating a thin-walled hollow cam at speeds of about 130 m / s requires the use of the reinforcing ribs discussed above, which are necessary to absorb the increased stresses on the cams. Even with the reinforcing ribs, the cams deform at high rotational speeds due to centrifugal loading. The deformation caused thereby is greater than manufacturing tolerances. In this regard, the deformation at the cam tip can be 0.5 to 1 millimeter, while manufacturing tolerances can be 0.1 to 0.2 millimeter. Therefore, embodiments of the present invention are designed so that the cams assume an optimal pumping condition when rotated at high speeds. That is, the cams deform under centrifugal load at high speeds to achieve optimum configuration. Known pumps deform under load but less than manufacturing tolerances of, for example, 0.1 to 0.2 millimeters.

Daraus folgt notwendigerweise, dass bei niedrigen Geschwindigkeiten die hohlen Nocken nicht in einem optimalen Pumpzustand sind und daher Spalte zwischen den Nockenprofilen und zwischen den Nockenprofilen und der bestrichenen Oberfläche der Pumpenkammer vorhanden sind. Diese Spalte bewirken Leckage und reduzieren die Pumpeneffizienz, jedoch ist die reduzierte Effizienz bei niedrigen Drehzahlen ein akzeptabler Nachteil für das gesteigerte Pumpen bei hohen Drehzahlen.It necessarily follows that at low speeds, the hollow cams are not in an optimal pumping state and therefore there are gaps between the cam profiles and between the cam profiles and the swept surface of the pumping chamber. These gaps cause leakage and reduce pump efficiency, but the reduced efficiency at low speeds is an acceptable disadvantage for increased pumping at high speeds.

8 zeigt in durchgezogenen Linien einen nicht deformierten Zustand eines hohlen Nockens, wenn die Pumpe steht, und in gestrichelten Linien das Außenprofil des Nockens, wenn er sich in deformiertem Zustand befindet und die Pumpe mit hohen Drehzahlen umläuft. Die in 8 gezeigte Deformation ist zum Zwecke der Erläuterung stark übertrieben. 8th Figure 3 shows in solid lines a non-deformed state of a hollow cam when the pump is stationary and in dashed lines the outer profile of the cam when it is in a deformed state and the pump rotates at high speeds. In the 8th shown deformation is greatly exaggerated for the purpose of explanation.

Mehr in Einzelnen, der Nocken verformt sich radial auswärts an der Nockenspitze 264, wenn der Nocken unter Zentrifugalkraft gestreckt wird. Die Nockenseiten 265 verformen sich einwärts zur Mitte des Nockens hin. Die Wanddicke des Nockens variiert und ist an den Seiten dicker als an der Nockenspitze, was dazu hilft, die größeren Beanspruchungen auf den Nocken zum Drehzentrum hin zu vermeiden, die radial auswärts abnehmen. In gleicher Weise stehen die Verstärkungsrippen in einem größeren Maß in den Hohlraum an der Nockenbasis vor und an der Seite als an der Nockenspitze.More in detail, the cam deforms radially outward at the cam tip 264 when the cam is stretched under centrifugal force. The cam pages 265 deform inwards towards the center of the cam. The wall thickness of the cam varies and is thicker on the sides than on the cam tip, which helps to avoid the greater stresses on the cam towards the center of rotation which decrease radially outward. Likewise, the reinforcing ribs project to a greater extent into the cavity at the cam base and to the side than at the cam tip.

Diese Nockenkonfiguration ermöglicht die Verwendung viel dünnerer Nockenwände (und daher Nocken mit leichterer Masse), als wenn ein sich nicht verformendes Design angewendet würde. Des weiteren ist die Rotorwelle 110 so ausgelegt, dass sie das Außenprofil der hohlen Nockenabschnitte vervollständigt, wenn die Pumpe in Betrieb ist, um ein optimales Profil für den Rotor zu erzeugen, wie in 7 gezeigt ist.This cam configuration allows much thinner cam walls (and therefore lighter weight cams) to be used than if a non-deforming design were used. Furthermore, the rotor shaft 110 designed to complete the outer profile of the hollow cam portions when the pump is in operation to produce an optimum profile for the rotor as in 7 is shown.

9 zeigt eine mehrstufige Pumpe 300 mit vier Pumpenkammern 308, 306, 304 und 302. Die erste Pumpenkammer 308 hat drei hohle Nockenabschnitte, die miteinander verbunden sind, um jeden Nocken zu bilden, die zweite Pumpenkammer 306 hat zwei hohle Nockenabschnitte, die miteinander verbunden sind, um jeden Nocken zu bilden, und die dritte und die vierte Pumpenkammern 304, 302 haben nur einen hohlen Nockenabschnitt pro jeweiligen Nocken. Innerhalb jeder der Pumpenkammern hat jeder der Nocken eine Endplatte 212 an jedem axialen Ende, so dass der Hohlraum 210 innerhalb jedes Nockens vollständig abgeschlossen ist. Jede der Pumpenkammern ist durch eine Mehrzahl von Statorkomponenten einschließlich eines Statorgehäußes 102 und zwei transversalen Endwänden 104 gebildet. Die Endwände 104 haben Öffnungen 106, durch welche zwei Rotorwellen 108, 110 verlaufen. Die Wellen sind an jedem Ende durch Lager 112 abgestützt. Ein Motor 114 treibt die Drehung einer Welle 108 an, und ein Getriebemechanismus 116 überträgt die Drehleistung auf die andere Welle 110. Der Getriebemechanismus bewirkt, daß die Wellen synchron miteinander in entgegengesetzten Richtungen umlaufen. 9 shows a multi-stage pump 300 with four pump chambers 308 . 306 . 304 and 302 , The first pump chamber 308 has three hollow cam portions connected to each other to form each cam, the second pump chamber 306 has two hollow cam portions joined together to form each cam, and the third and fourth pump chambers 304 . 302 have only one hollow cam section per respective cam. Within each of the pump chambers, each of the cams has an end plate 212 at each axial end, leaving the cavity 210 within each cam is completely completed. Each of the pump chambers is defined by a plurality of stator components including a stator shell 102 and two transversal end walls 104 educated. The end walls 104 have openings 106 through which two rotor shafts 108 . 110 run. The waves are at each end by bearings 112 supported. An engine 114 drives the rotation of a shaft 108 on, and a transmission mechanism 116 transfers the rotational power to the other shaft 110 , The gear mechanism causes the shafts to rotate synchronously in opposite directions.

Die Pumpenkammer 308 ist ähnlich der Pumpenkammer 151, die in 3 abgebildet ist, und ist schematisch gezeigt, um die Erfindung zu beschreiben. Innerhalb der Pumpenkammer 308 sind Rotorwellen 108, 110 mit daran montierten Paaren von Rotornocken 160, 162, 164, 166. Alle diese Rotornocken sind hohl, jeder Rotornocken hat eine dünne, gekrümmte äußere Wand 208, die einen Hohlraum 210 umgibt. Des weiteren sind alle Rotornocken von axial modularer Konstruktion. Die dünne Wand 208 ist etwa 2 Millimeter bis 4 Millimeter dick. Bei diesem Beispiel ist jeder Nocken aus drei hohlen Nockenabschnitten gebildet, obwohl 2, 4 oder mehr hohle Nockenabschnitte stattdessen verwendet werden können, je nach der gewünschten axialen Länge des Rotors. Die hohlen Nockenabschnitte haben Flansche 214, 216 an jedem axialen Ende, um das Befestigen der hohlen Nockenabschnitte aneinander zu ermöglichen. Dies wird mehr im Einzelnen mit Bezug auf 5 beschrieben. Alternativ kann der Flansch 214, 216 an einer Endplatte 212 befestigt sein, wenn der hohle Nockenabschnitt an einem axialen Ende des Rotors angeordnet wird.The pump chamber 308 is similar to the pump chamber 151 , in the 3 and is shown schematically to describe the invention. Inside the pump chamber 308 are rotor shafts 108 . 110 with pairs of rotorcocks mounted on it 160 . 162 . 164 . 166 , All these socks are hollow, each sock has a thin, curved outer wall 208 that have a cavity 210 surrounds. Furthermore, all rotor cams are of axially modular construction. The thin wall 208 is about 2 millimeters to 4 millimeters thick. In this example, each cam is formed of three hollow cam sections, although 2, 4 or more hollow cam sections may instead be used, depending on the desired axial length of the camshaft Rotor. The hollow cam sections have flanges 214 . 216 at each axial end to allow the mounting of the hollow cam sections together. This will be more specific with regard to 5 described. Alternatively, the flange 214 . 216 on an end plate 212 fixed when the hollow cam portion is disposed at an axial end of the rotor.

Die Pumpenkammer 306 ist in der Konstruktion ähnlich der Pumpenkammer 308, mit der Ausnahme, dass die axiale Länge der Kammer 306 kürzer ist und daher nur zwei hohle Nockenabschnitte erforderlich sind, um jeden Nocken zu bilden. In ähnlicher Weise sind die Pumpenkammern 304, 302 im Aufbau ähnlich den Pumpenkammern 308, 306, mit der Ausnahme, dass ihre axialen Längen kürzer sind und deshalb nur ein hohler Nockenabschnitt mit zwei Endplatten 212 erforderlich ist, um jeden Nocken zu bilden.The pump chamber 306 is similar in construction to the pump chamber 308 , except that the axial length of the chamber 306 shorter and therefore only two hollow cam sections are required to form each cam. Similarly, the pump chambers 304 . 302 similar in construction to the pump chambers 308 . 306 with the exception that their axial lengths are shorter and therefore only one hollow cam section with two end plates 212 is required to form each cam.

Die Endwände 104, die zwischen den Pumpenkammern angeordnet sind, trennen die Pumpenkammern voneinander und sind dafür ausgebildet, Strömungsmittel vom Auslaß einer stromaufwärtigen Pumpenkammer in den Einlaß der benachbarten stromabwärtigen Pumpenkammer strömen zu lassen. Die Endwände 104, die an jedem axialen Ende des Pumpenstapels angeordnet sind, trennen den Pumpenstapel von zwei anderen Komponenten der Pumpe, wie beispielsweise Getriebe und Motor, und sind dafür ausgelegt, Strömungsmittel in den Einlaß der ersten (der stromaufwärtigsten) Pumpenkammer 308 einströmen und aus dem Auslaß der letzten (der stromabwärtigsten) Pumpenkammer 302 austreten zu lassen.The end walls 104 , which are arranged between the pump chambers, the pump chambers separate from each other and are adapted to flow fluid from the outlet of an upstream pump chamber into the inlet of the adjacent downstream pump chamber. The end walls 104 , which are located at each axial end of the pump stack, separate the pump stack from two other components of the pump, such as the transmission and motor, and are adapted to introduce fluid into the inlet of the first (the most upstream) pump chamber 308 and from the outlet of the last (most downstream) pump chamber 302 to let escape.

Im Betrieb wirkt jede der Pumpenkammern zum Pumpen von Strömungsmittel von ihrem Einlaß zu ihrem Auslaß. Der Auslaß einer Pumpenkammer steht über eine Endwand 104 in Strömungsverbindung mit dem Einlaß der benachbarten stromabwärtigen Pumpenkammer, so dass die durch die Pumpe erzielte Kompression kumulativ ist.In operation, each of the pump chambers acts to pump fluid from its inlet to its outlet. The outlet of a pump chamber is above an end wall 104 in fluid communication with the inlet of the adjacent downstream pumping chamber so that the compression achieved by the pump is cumulative.

Vier Pumpenkammern sind in 9 gezeigt, aber es können mehr oder weniger Pumpenkammern benutzt werden, je nach Bedarf. Die Pumpenkammern, die in 9 gezeigt sind, haben den gleichen Durchmesser, aber, falls gewünscht, können die Pumpenkammern voneinander verschiedene Durchmesser haben. Des weiteren braucht jede Pumpenkammer selbst keinen konstanten Durchmesser haben, sondern kann konisch sein.Four pump chambers are in 9 but more or fewer pump chambers can be used as needed. The pump chambers, which are in 9 have the same diameter, but if desired, the pump chambers may have different diameters from each other. Furthermore, each pump chamber itself need not have a constant diameter, but may be conical.

Alle obigen Beispiele zeigen die Endflächen 212 getrennt von den den hohlen Nockenabschnitten ausgebildet und mit ihnen verbunden, um den abgeschlossenen hohlen Nocken zu bilden. Alternativ kann eine der Endflächen 212 einstückig mit den hohlen Nockenabschnitten ausgebildet sein. Idealerweise sollte die axiale Länge der hohlen Nockenabschnitte so gewählt sein, um den Fertigungsprozeß zu optimieren, so dass die hohlen Nockenabschnitte einschließlich ihrer Flansche und Rippen leicht bearbeitet und zusammengesetzt werden können. Des weiteren ist die axiale Länge der hohlen Nockenabschnitte idealerweise nicht zu lang, da sonst der Zugang zu den Schrauben, welche die hohlen Nockenabschnitte mit der Rotorwelle verbinden, beschränkt sein kann.All the above examples show the end surfaces 212 separated from and connected to the hollow cam portions to form the closed hollow cam. Alternatively, one of the end faces 212 be formed integrally with the hollow cam portions. Ideally, the axial length of the hollow cam portions should be chosen to optimize the manufacturing process so that the hollow cam portions, including their flanges and ribs, can be easily machined and assembled. Furthermore, the axial length of the hollow cam portions is ideally not too long, otherwise access to the screws connecting the hollow cam portions to the rotor shaft may be limited.

10 zeigt eine modifizierte Anordnung von Verstärkungsrippen in jeweiligen Rotoren 402, 404 für eine einstufige Pumpe. Die Anordnung ist ebenso bei mehrstufigen Pumpen anwendbar. Zum Zwecke dieser Erläuterung sind die beiden Rotoren voneinander getrennt gezeigt, wohingegen in der Praxis die Nocken sich überlappen würden, wie oben mehr im Einzelnen beschrieben ist. 10 shows a modified arrangement of reinforcing ribs in respective rotors 402 . 404 for a single-stage pump. The arrangement is also applicable to multi-stage pumps. For purposes of this discussion, the two rotors are shown separated from one another, whereas in practice the cams would overlap, as more fully described above.

Der Rotor 402 weist Nocken 403, 405 auf, und der Rotor 404 weist Nocken 407, 409 auf. Die Verstärkungsrippen 406, 408 des Rotors 402 sind jeweils in Nockenhohlräumen 410, 412 gelegen und erstrecken sich in Radialebenen R1, R3, R5, R7, R9, R11 und R13 relativ zur Achse A1. Die Verstärkungsrippen 414, 416 des Rotors 404 sind in jeweiligen Nockenhohlräumen 418, 420 angeordnet und verlaufen in Radialebenen R2, R4, R6, R8, R10 und R12 relativ zur Achse A2. Die Radialebenen R1, R3, R5, R7, R9, R11 und R13 des Motors 402 fluchten nicht mit den Radialebenen R2, R4, R6, R8, R10, und R12 des Rotors 404. Es versteht sich, daß die Teile der Nocken, die fluchtend mit ihren stützenden Verstärkungsrippen sind, stärker als die Teile der Nocken sind, die zwischen den Verstärkungsrippen in der Axialrichtung liegen. Beispielsweise mit Bezug auf die Zeichnung, ein Teil 422 des Nockens 405, der etwa fluchtend mit der Radialebene R3 ist, ist stärker als ein Teil 424, der zwischen Radialebenen R1 und R3 liegt. In gleicher Weise ist ein Teil 428 des Nockens 407, der etwa fluchtend mit der Radialebene R2 liegt, stärker, als ein Teil 430, der zwischen Radialebenen R2 und R4 liegt. Der stärkere Teil 422 des Nockens 405 fluchtet mit dem verformbaren Teil 430 des Nockens 407, und der stärkere Teil 428 des Nockens 407 fluchtet mit dem verformbaren Teil 428 des Nockens 405. Dementsprechend werden im Falle einer Hochgeschwindigkeitskollision zwischen Rotoren die verformbaren Teile eines Nockens durch die starken Teile des anderen Nockens verformt, wodurch sie die hohe gespeicherte Energie der Rotoren aufnehmen. Auf diese Weise können die weniger elastischen Teile verformt werden und als Knautschzone dienen, um die Möglichkeit des Durchbrechens von Nockenfragmenten durch das Pumpengehäuse, die Verletzung oder Schaden verursachen, zu verringern.The rotor 402 has cams 403 . 405 on, and the rotor 404 has cams 407 . 409 on. The reinforcing ribs 406 . 408 of the rotor 402 are each in cam cavities 410 . 412 are located and extend in radial planes R1, R3, R5, R7, R9, R11 and R13 relative to the axis A1. The reinforcing ribs 414 . 416 of the rotor 404 are in respective cam cavities 418 . 420 arranged and extending in radial planes R2, R4, R6, R8, R10 and R12 relative to the axis A2. The radial planes R1, R3, R5, R7, R9, R11 and R13 of the motor 402 do not align with the radial planes R2, R4, R6, R8, R10, and R12 of the rotor 404 , It is understood that the parts of the cams which are in alignment with their supporting reinforcing ribs are stronger than the parts of the cams which lie between the reinforcing ribs in the axial direction. For example, with reference to the drawing, a part 422 of the cam 405 , which is approximately aligned with the radial plane R3, is stronger than a part 424 which lies between radial planes R1 and R3. In the same way is a part 428 of the cam 407 , which is approximately aligned with the radial plane R2, stronger than a part 430 which lies between radial planes R2 and R4. The stronger part 422 of the cam 405 Aligns with the deformable part 430 of the cam 407 , and the stronger part 428 of the cam 407 Aligns with the deformable part 428 of the cam 405 , Accordingly, in the case of a high-speed collision between rotors, the deformable parts of a cam are deformed by the strong parts of the other cam, thereby absorbing the high stored energy of the rotors. In this way, the less elastic parts can be deformed and serve as a crumple zone to reduce the possibility of breakage of cam fragments by the pump housing causing injury or damage.

Wie in 10 gezeigt ist, sind die Verstärkungsrippen des Rotors 402 ausgerichtet und die Verstärkungsrippen des Rotors 404 sind ausgerichtet, aber die Verstärkungsrippen eines Rotors sind nicht ausgerichtet mit den Verstärkungsrippen des anderen Rotors. Die Verstärkungsrippen der Nocken des einen Rotors können ausgerichtet sein, da sie eine etwa feststehende relative Beziehung haben und nicht zusammenprallen. Jedoch versteht es sich, dass die Ausrichtung der Verstärkungsrichtung der Noppen eines einzigen Rotors kein Erfordernis ist, um Knautschzonen zum Absorbieren der gespeicherten Energie von Rotoren zu schaffen, wie oben beschrieben.As in 10 are shown, the reinforcing ribs of the rotor 402 aligned and the ribs of the rotor 404 are aligned, but the reinforcing ribs of one rotor are not aligned with the reinforcing ribs of the other rotor. The reinforcing ribs of the cams of the one rotor may be aligned because they have an approximately fixed relative relationship and do not collide. However, it should be understood that the alignment of the direction of reinforcement of the nubs of a single rotor is not a requirement to provide crumple zones for absorbing the stored energy of rotors, as described above.

Man kann sehen, daß die vorliegende Erfindung Rotoren mit einem hohen Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht bereitstellt. In den Zeichnungen beherbergen die Pumpenkammern zwei Rotoren, die ineinandergreifende Nocken haben, aber die Erfindung ist in gleicher Weise auf andere Konfigurationen anwendbar, wie beispielsweise Rotoren mit drei oder mehr Nocken.It can be seen that the present invention provides rotors with a high strength to weight ratio. In the drawings, the pump chambers house two rotors having intermeshing cams, but the invention is equally applicable to other configurations, such as rotors having three or more cams.

Claims (21)

Vakuumpumpenrotor zur Verwendung in einer Vakuumpumpe mit einem Roots-Pumpenmechanismus, wobei der Rotor mindestens zwei hohle Nocken aufweist, wobei jeder Nocken eine Außenwand, die ein Nockenprofil definiert, einen Hohlraum im allgemeinen innerhalb der Außenwand, und mindestens eine Verstärkungsrippe hat, die in dem Hohlraum angeordnet ist, um einer Beanspruchung der Nocken zu widerstehen, die während der Drehung erzeugt wird.A vacuum pump rotor for use in a vacuum pump having a Roots pump mechanism, the rotor having at least two hollow cams, each cam having an outer wall defining a cam profile, a cavity generally within the outer wall, and at least one reinforcing rib located in the cavity is arranged to withstand a stress of the cam, which is generated during the rotation. Rotor nach Anspruch 1, wobei die oder jede Verstärkungsrippe um eine Innenwand der Nocken verläuft.The rotor of claim 1, wherein the or each reinforcing rib extends around an inner wall of the cams. Rotor nach Anspruch 1 oder zwei, wobei die oder jede Verstärkungsrippe eine veränderliche Ausdehnung hat und innerhalb des Hohlraum in Abhängigkeit von den im Betrieb auf den Nocken wirkenden veränderlichen Beanspruchungen verteilt ist.A rotor according to claim 1 or 2, wherein the or each reinforcing rib has a variable extent and is distributed within the cavity in response to the variable stresses acting on the cam during operation. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Außenwand eine variable Dicke hat und an einem radial inneren Teil dicker ist als an der Nockenspitze.A rotor according to any one of the preceding claims, wherein the outer wall has a variable thickness and is thicker at a radially inner portion than at the cam tip. Rotor nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei die Außenwand der Nocken eine solche Dicke hat, dass die Nocken sich unter Zentrifugalbelastung verformen, wenn der Rotor im Betrieb gedreht wird, und die Deformation größer als Fertigungstoleranzen ist.A rotor as claimed in any preceding claim wherein the outer wall of the cams is of a thickness such that the cams deform under centrifugal loading when the rotor is rotated during operation and the deformation is greater than manufacturing tolerances. Rotor nach Anspruch 5, wobei die Nockenprofile eine optimale Konfiguration in einem ersten Zustand, in welchem der Rotor im Betrieb gedreht wird, und einen zweiten Zustand haben, wenn der Rotor nicht gedreht wird und das Nockenprofil sich nicht in einer optimalen Konfiguration befindet, und wobei der Nocken sich aus dem zweiten Zustand in den ersten Zustand verformt, wenn die Spitzengeschwindigkeit der Nocken größer als 100 m/s ist.The rotor of claim 5, wherein the cam profiles have an optimal configuration in a first state in which the rotor is rotated in operation and a second state when the rotor is not rotated and the cam profile is not in an optimal configuration, and wherein the cam deforms from the second state to the first state when the tip speed of the cams is greater than 100 m / s. Rotor nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei ein Verhältnis der Wanddicke zu einem Radius an der Nockenspitze kleiner als 1:20 ist.A rotor according to any preceding claim, wherein a ratio of the wall thickness to a radius at the cam tip is less than 1:20. Rotor nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei die Dicke der Wand kleiner als 5 Millimeter ist und der Radius der Nockenspitze mindestens 100 Millimeter beträgt.A rotor according to any preceding claim, wherein the thickness of the wall is less than 5 millimeters and the radius of the cam tip is at least 100 millimeters. Rotor nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei jeder hohle Nocken eine Mehrzahl von hohlen Nockenabschnitten umfaßt, die in axialer Folge entlang des Rotors verbunden sind und zusammen den Nocken bilden.A rotor according to any preceding claim, wherein each hollow cam comprises a plurality of hollow cam portions which are connected in axial sequence along the rotor and together form the cam. Rotor nach Anspruch 9, wobei jeder der hohlen Nockenabschnitte einen Flansch hat, der umfangsmäßig und radial einwärts um mindestens ein axiales Ende des Abschnitts verläuft, um benachbarte Abschnitte zu verbinden.The rotor of claim 9, wherein each of the hollow cam portions has a flange extending circumferentially and radially inwardly around at least one axial end of the portion to connect adjacent portions. Rotor nach Anspruch 10, wobei ein oder mehr Löcher in den Flanschen vorgesehen sind, um die hohlen Nockenabschnitte durch Befestigungselemente aneinander befestigen zu können.A rotor according to claim 10, wherein one or more holes are provided in the flanges for securing the hollow cam portions together by fasteners. Rotor nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei jeder Nocken weiter zwei Endflächen zum Verschließen des Hohlraums an jedem axialen Ende des Nockens hat.A rotor according to any preceding claim, wherein each cam further has two end surfaces for closing the cavity at each axial end of the cam. Rotor nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei der Rotor eine Welle aufweist, und die Nocken Mittel aufweisen, mittels derer der Nocken an der Welle befestigt werden kann, wobei die Nocken und die Welle so geformt sind, dass sie ein im allgemeinen kontinuierliches Profil der mindestens zwei Nocken und der Welle bilden.A rotor according to any preceding claim, wherein the rotor has a shaft and the cams comprise means by which the cam can be secured to the shaft, the cams and the shaft being shaped to have a generally continuous profile of the at least two Cam and the shaft form. Rotor nach Anspruch 13, wobei der hohle Nocken und die Welle des Rotors dafür ausgebildet sind, dass sie mittels einer Schwalbenschwanz- oder ähnlichen Verbindung zusammenpassen, so dass die Radialbewegung des hohlen Nockenabschnitts mit Bezug auf die Welle des Rotors minimiert wird.The rotor of claim 13, wherein the hollow cam and the shaft of the rotor are adapted to mate by means of a dovetail or similar connection such that the radial movement of the hollow cam portion with respect to the shaft of the rotor is minimized. Rotor nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei Entlüftungsmittel vorgesehen sind, um den Druck in dem Hohlraum im wesentlichen mit Bezug auf den Druck außerhalb der hohlen Nocken ausgleichen zu können.A rotor according to any preceding claim, wherein vent means are provided to equalize the pressure in the cavity substantially with respect to the pressure outside the hollow cams. Rotor nach Anspruch 15, wobei die Entlüftemittel einen Filter umfassen, um Ablagerungen aus Gas, das durch die Entlüftemittel in den Hohlraum eindringt, auszufiltern. The rotor of claim 15, wherein the venting means comprises a filter to filter out deposits of gas entering the cavity through the venting means. Vakuumpumpe mit einem Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Vacuum pump with a rotor according to one of the preceding claims. Vakuumpumpe nach Anspruch 17, mit einer Mehrzahl von Pumpenstufen, die jeweils eine Pumpenkammer und mindestens zwei Nocken aufweisen.Vacuum pump according to claim 17, comprising a plurality of pump stages, each having a pump chamber and at least two cams. Vakuumpumpe nach Anspruch 17 oder 18, wobei mindestens eine der Pumpenstufen einen Nocken mit einer Mehrzahl von Nockenabschnitten aufweist, die in axialer Folge miteinander verbunden sind.Vacuum pump according to claim 17 or 18, wherein at least one of the pump stages comprises a cam having a plurality of cam portions which are connected to each other in axial sequence. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei die Verstärkungsrippen in den Nockenhohlräumen jeweils in Radialebenen relativ zu den Achsen der Rotorwellen verlaufen, und der Radialebenen der Nocken eines Rotors nicht mit den Radialebenen des anderen Rotors fluchten.The vacuum pump according to any one of claims 17 to 19, wherein the reinforcing ribs in the cam cavities respectively extend in radial planes relative to the axes of the rotor shafts, and the radial planes of the lobes of one rotor are not aligned with the radial planes of the other rotor. Pumpe nach Anspruch 20, wobei die Teile der Nocken zwischen radialen Ebenen so ausgebildet sind, dass sie sich verformen, wenn die Teile der Nocken, die mit den Radialebenen fluchten, darauf aufschlagen, um Energie der Rotoren im Fall eines zufälligen Rotoraufpralls zu absorbieren.The pump of claim 20 wherein the portions of the cams between radial planes are configured to deform as the portions of the cams aligned with the radial planes impact thereon to absorb energy of the rotors in the event of a random rotor impact.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2490517B (en) 2011-05-04 2017-12-13 Edwards Ltd Rotor for pump
US20160265532A1 (en) * 2015-03-09 2016-09-15 Ebara Corporation Vacuum pump
WO2017072331A1 (en) * 2015-10-30 2017-05-04 Ge Healthcare Bio-Sciences Ab Improvements in and relating to gear pumps
DE202016100419U1 (en) 2016-01-28 2017-05-02 Hugo Vogelsang Maschinenbau Gmbh Piston for a rotary lobe pump
GB2564381B (en) * 2017-06-12 2020-07-01 Edwards Ltd Twin shaft pumps and a method of pumping
CN111734630A (en) * 2019-03-25 2020-10-02 一汽解放汽车有限公司 Take fuel cell roots formula air compressor machine of energy recuperation function
CN114593051A (en) * 2020-12-04 2022-06-07 中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司 Vacuum pump shaft structure and multistage vacuum pump

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1030083A (en) * 1911-08-26 1912-06-18 Thomas W Green Divided impeller for blowers.
GB191209613A (en) * 1912-04-23 1912-08-15 Thomas Wilbraham Green Improvements in or connected with Rotary Blowers or Pumps.
DE415864C (en) 1924-08-06 1925-07-04 Spelleken Nachf Fa H 8-shape piston for rotary piston blower
GB325425A (en) * 1929-04-08 1930-02-20 Alvis Car & Engineering Co Rotary compressors for supercharging internal-combustion engines
GB414813A (en) * 1933-03-20 1934-08-16 Frederick William Berk Improvements in and relating to roots' blowers, exhausters, and the like
DE693372C (en) * 1938-01-14 1940-07-06 Gustaf Zakarias Goeransson Rotary lobe compressors
US2944732A (en) * 1955-02-24 1960-07-12 Heraeus Gmbh W C Vacuum pumps
JPH01249975A (en) * 1988-03-31 1989-10-05 Ngk Insulators Ltd Rotor and roots pump provided with rotor
US5180299A (en) * 1992-04-27 1993-01-19 Feuling Engineering, Inc. Roots type supercharger
DE10056168C2 (en) * 2000-11-13 2003-06-18 Aerzener Maschf Gmbh A rotor for a Roots-type or screw compressor
JP3941484B2 (en) * 2001-12-03 2007-07-04 アイシン精機株式会社 Multistage vacuum pump
DE102008060540A1 (en) * 2008-12-04 2010-06-10 Pfeiffer Vacuum Gmbh Roots
GB2490517B (en) 2011-05-04 2017-12-13 Edwards Ltd Rotor for pump

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GB2490517A (en) 2012-11-07
US20140079581A1 (en) 2014-03-20

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